Biostimulation and rainfall infiltration: influence on retention of biodiesel in residual clayey soil.

This study investigates the retention of biodiesel in residual clayey soil during biostimulation by nutrients (nitrogen, phosphorus, and potassium) under conditions of rainfall infiltration. Several column tests were conducted in a laboratory under different void ratios (1.14, 1.24, and 1.34), varying moisture contents (15, 25, and 35%), and in both the presence and absence of biostimulation. The volume of biodiesel (which was equivalent to the volume of voids in the soil) was placed atop the soil and allowed to percolate for a period of 15 days. The soil was subjected to different rainfall infiltration conditions (0.30 or 60 mm). The greatest reductions in residual contaminants occurred after 60 mm of rain simulation, at values of up to 74% less than in samples with the same conditions but no precipitation. However, the residual contamination decay rate was greater with 0-30 mm (0.29 g/mm) of precipitation than with 30-60 mm (0.075 g/mm). Statistical assessment revealed that increased moisture and the presence of nutrients were the factors with the most powerful effect on contaminant retention in the soil. The residual contaminant level was 21 g/kg at a moisture content of 15% and no precipitation, decreasing to 12 g/kg at 35% moisture and no precipitation. Accordingly, it is possible to conclude that biostimulation and rainfall infiltration conditions can decrease the retention of contaminants in soil and allow a greater leaching or spreading of the contamination. All of these phenomena are worthy of careful examination for the in situ bioremediation of organic contamination. HIGHLIGHTS: • The higher moisture in the soil, due to a high initial moisture content and/or infiltration of rainfall, can reduce contaminant retention, • The use of biostimulation through the addition of nutrients to accelerate the biodegradation of toxic organic contaminants may induce inadvertent undesirable interactions between the soil and the contaminant. • When adopting biostimulation for bioremediation, the effects of rainfall should be addressed; ideally, it should be prevented from entering the affected site, in order to avoid increased contaminant leaching and potential spreading.

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve / Pressão de preconsolidação e índice de compressão dependem da propriedade usada para representar a deformação do solo na curva de compressão

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (dε/dh) and the respective variation of soil bulk density (dρ/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using ρ and the other using ε, there are differences in both the calculated precompression stress (σp) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in σp and Ic when using ε and ρ. σp and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The σp (kPa) using ρ (σpρ) was greater than when using ε (σpε), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating σpρ to σpε were σpρ=0.8186σpε+34.202 for the ultisol and σpρ=0.8878σpε+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property (ρ or ε) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using ρ was greater than when using ε in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of ρ, evidence from this study indicated that the use of ρ overestimates σp when compared to the use of ε.

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (dε/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (dρ/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (σp) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da ρ e outra a base do ε. A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na σp e no Ic, devido ao uso do ε ou ρ. A σp e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A σp (kPa) com o uso da ρ (σpρ) foi maior que a σp com o uso do ε (σpε), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram σpρ=0,8186 σpε+34,202 para o Argissolo e σpρ=0,8878 σpε+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada (ρ ou ε) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da ρ foi maior que quando calculado com o uso do ε em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de ρ, as evidências deste estudo indicam que o uso da ρ superestima a σp em relação ao uso do ε.

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve / Pressão de preconsolidação e índice de compressão dependem da propriedade usada para representar a deformação do solo na curva de compressão

During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d;/dh) and the respective variation of soil bulk density (d;/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using ; and the other using ;, there are differences in both the calculated precompression stress (;p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in ;p and Ic when using ; and ;. ;p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The ;p (kPa) using ; (;p;) was greater than when using ; (;p;), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating ;p; to ;p; were ;p;=0.8186;p;+34.202 for the ultisol and ;p;=0.8878;p;+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property (; or ;) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using ; was greater than when using ; in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of ;, evidence from this study indicated that the use of ; overestimates ;p when compared to the use of ;.(AU)

À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d;/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d;/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (;p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da ; e outra a base do ;. A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na ;p e no Ic, devido ao uso do ; ou ;. A ;p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A ;p (kPa) com o uso da ; (;p;) foi maior que a ;p com o uso do ; (;p;), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram ;p;=0,8186 ;p;+34,202 para o Argissolo e ;p;=0,8878 ;p;+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada (; ou ;) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da ; foi maior que quando calculado com o uso do ; em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de ;, as evidências deste estudo indicam que o uso da ; superestima a ;p em relação ao uso do ;.(AU)

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .

Precompression stress and compression index depend on the property used to represent the soil deformation in the compression curve

ABSTRACT: During linear deformation (h) in a soil sample, the variation of the void ratio with respect to deformation (d/dh) and the respective variation of soil bulk density (d/dh) are identical only for a specific value of h. Consequently, if two compression curves are drawn for the same soil sample, one using and the other using , there are differences in both the calculated precompression stress (p) and compression index (Ic). In this study, we highlight the causes by a mathematical analysis and an experimental investigation, quantifying the differences in p and Ic when using and . p and Ic were calculated for 103 compression curves of an ultisol and 193 of an oxisol. The p (kPa) using (p) was greater than when using (p), and differences were rather independent of the soil type. The relations found by linear regression relating p to p were p=0.8186p+34.202 for the ultisol and p=0.8878p+34.875 for the oxisol. In contrast, the used soil property ( or ) as well as soil type affected Ic. Ic calculated using was greater than when using in almost all (96%) of the cases for the ultisol, and in only 12% of the cases for the oxisol. For a wide range of , evidence from this study indicated that the use of overestimates p when compared to the use of .

RESUMO: À medida que uma amostra de solo sofre deformação linear (h), a variação do índice de vazios em relação à deformação (d/dh) e da respectiva variação da densidade do solo (d/dh) são coincidentes somente para um único valor de h. Decorrente disso, verifica-se experimentalmente que, para a mesma amostra de solo, há diferenças, tanto na pressão de preconsolidação (p) como no índice de compressão (Ic), se forem determinados a partir das duas curvas de compressão, uma a base da e outra a base do . A análise matemática, seguida da investigação experimental deste estudo, evidencia as causas e quantifica as diferenças na p e no Ic, devido ao uso do ou . A p e o Ic foram calculados em 103 curvas de compressão de um Argissolo e em 193 de um Latossolo. A p (kPa) com o uso da (p) foi maior que a p com o uso do (p), e as diferenças dependeram menos do tipo de solo. As relações encontradas por regressão foram p=0,8186 p+34,202 para o Argissolo e p=0,8878 p+34,875 para o Latossolo. Diferentemente, o Ic foi afetado pela propriedade usada ( ou ) para descrever a deformação e pelo tipo de solo. O Ic calculado com o uso da foi maior que quando calculado com o uso do em quase todos os casos (96%) no Argissolo e raramente (em 12% dos casos) no Latossolo. Para uma ampla faixa de , as evidências deste estudo indicam que o uso da superestima a p em relação ao uso do .